實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用

隨著教育改革的深入發(fā)展，實驗教學(xué)在初中生物教學(xué)中的地位日益凸顯。生物學(xué)作為一門實驗性較強(qiáng)的自然科學(xué)，進(jìn)行實驗教學(xué)有助于學(xué)生直觀地理解抽象的理論知識，還能培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力、觀察分析能力和科學(xué)探究精神。然而，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，生物實驗教學(xué)往往被忽視或簡化，學(xué)生缺乏實踐操作的機(jī)會，難以深入理解生物學(xué)的奧秘。因此，開展基于實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用研究，對于提高生物教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有重要意義。

一、實驗教學(xué)法概述

實驗教學(xué)法是一種教學(xué)方法，其核心在于學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，使用一定的設(shè)備和材料，通過控制條件的操作過程，引起實驗對象的某些變化，進(jìn)而從觀察這些現(xiàn)象的變化中獲取新知識或驗證舊知識。實驗教學(xué)法的基本特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：一是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行。實驗教學(xué)法強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行操作，以確保實驗過程的安全性和有效性。二是使用一定的設(shè)備和材料。實驗教學(xué)法需要利用一定的實驗設(shè)備和材料，以便學(xué)生能夠直觀地觀察和操作實驗對象。三是控制條件進(jìn)行操作。在實驗中，學(xué)生要控制實驗條件，如溫度、壓力、濃度等，以觀察實驗對象在特定條件下的變化。四是獲取新知識或驗證舊知識。通過實驗，學(xué)生可以獲取新的知識或驗證已有知識，加深對學(xué)科原理的理解。實驗教學(xué)法在物理、化學(xué)、生物、地理和自然常識等學(xué)科的教學(xué)中具有重要地位，這些學(xué)科中的許多原理和現(xiàn)象需要以實驗來直觀地展示和驗證，因此實驗教學(xué)法在這些學(xué)科中得到了廣泛應(yīng)用。實驗項目應(yīng)能夠反映學(xué)科的核心知識和原理，具有代表性和典型性，其在現(xiàn)有條件下進(jìn)行，具有可行性和合理性。同時，實驗步驟應(yīng)簡單明了，便于學(xué)生操作。教師需要具備扎實的專業(yè)知識和實驗技能，能夠指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗操作，并解答學(xué)生在實驗中遇到的問題。

二、實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用步驟

（一）確定目標(biāo)和實驗準(zhǔn)備

在進(jìn)行初中生物實驗教學(xué)之前，教師首先要明確實驗的目的和要求，這是實驗成功的關(guān)鍵，只有明確了實驗?zāi)繕?biāo)，才能確保實驗?zāi)軌蜥槍π缘亟鉀Q某個問題或驗證某個原理。其次，教師要深入分析教材、查閱相關(guān)資料或通過與學(xué)生討論來確定實驗?zāi)繕?biāo)，使實驗具備明確的科學(xué)性和實用性。實驗準(zhǔn)備是實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，涉及實驗設(shè)備和材料的準(zhǔn)備，以及實驗環(huán)境的布置等。在準(zhǔn)備過程中，教師要仔細(xì)檢查實驗所需的設(shè)備和材料是否齊全、完好，并進(jìn)行必要的清潔和消毒，以確保實驗環(huán)境安全、整潔，避免實驗過程中的安全事故和干擾因素。教師還應(yīng)提前告知學(xué)生實驗的安全注意事項和操作規(guī)程，使學(xué)生正確、安全地進(jìn)行實驗操作。

（二）制定方案和進(jìn)行實驗

制訂實驗方案是實驗教學(xué)的核心環(huán)節(jié)。在制定實驗方案時，教師應(yīng)根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵螅Y(jié)合學(xué)生的實際情況和實驗條件設(shè)計合理可行的實驗步驟。實驗方案應(yīng)詳細(xì)說明實驗的操作流程、注意事項和可能出現(xiàn)的問題及解決方法，幫助學(xué)生在教師的指導(dǎo)下順利完成實驗。在實驗過程中，學(xué)生要按照實驗方案進(jìn)行操作，觀察實驗現(xiàn)象并記錄數(shù)據(jù)。教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的實驗操作過程，及時糾正學(xué)生的錯誤操作，并引導(dǎo)學(xué)生正確觀察實驗現(xiàn)象。此外，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽嘗試、積極探究，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。

（三）驗證歸納與總結(jié)評價

實驗結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，驗證實驗結(jié)論的正確性。教師可以采用提問、討論等方式引導(dǎo)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，幫助他們理解實驗現(xiàn)象背后的生物學(xué)原理。課后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生歸納實驗中的經(jīng)驗教訓(xùn)，形成科學(xué)的思維方式和實驗方法。在總結(jié)評價過程中，教師一定要引導(dǎo)學(xué)生全面回顧實驗過程，總結(jié)實驗中的成功經(jīng)驗和不足之處，并提出改進(jìn)措施。同時，教師應(yīng)對學(xué)生的實驗表現(xiàn)進(jìn)行客觀、公正的評價，也可以鼓勵學(xué)生進(jìn)行自我評價和相互評價，幫助他們更好地認(rèn)識自己的優(yōu)點(diǎn)與不足，促進(jìn)他們?nèi)姘l(fā)展。

三、實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用原則

（一）失敗與反思原則

實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的失敗與反思原則深深植根于“失敗是成功之母”的智慧之中。正如愛迪生所言：“我沒有失敗，我只是發(fā)現(xiàn)了一萬種不會發(fā)光的方法。”這一原則強(qiáng)調(diào)在實驗教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生遭遇失敗時，教師應(yīng)寬容接納，引導(dǎo)他們從失敗中汲取經(jīng)驗，進(jìn)行深入反思。教師要引導(dǎo)學(xué)生回顧實驗過程，找出失敗的原因，并鼓勵他們重新設(shè)計實驗方案，再次實驗，這能夠幫助學(xué)生提升實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的抗挫能力和科學(xué)探索精神。這樣，學(xué)生才能在失敗中不斷成長，最終通向成功的道路。

（二）探究式教學(xué)原則

探究式教學(xué)原則在實驗教學(xué)法中的運(yùn)用體現(xiàn)了“建構(gòu)主義”教育理論的核心觀點(diǎn)。該理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是一個主動建構(gòu)知識的過程，學(xué)生需要通過自己的探索和實踐來形成對知識的理解和認(rèn)知。在實驗教學(xué)中，教師不再是知識的灌輸者，而是學(xué)生探索的引導(dǎo)者和合作伙伴。這種教學(xué)方法不僅有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，還能深入挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能，為其未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。

（三）互動與合作原則

根據(jù)一項針對初中生物實驗教學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，采用互動與合作學(xué)習(xí)模式的學(xué)生在實驗技能、團(tuán)隊合作能力和問題解決能力等方面均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。互動與合作原則強(qiáng)調(diào)學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的互動與合作，他們在小組討論、合作互動中交流思想、分享經(jīng)驗，共同解決問題。互動合作能夠提高學(xué)生的參與度和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和人際交往能力。

四、實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用困境

實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用面臨以下困境：

一是實驗設(shè)備缺乏與完善性不足。部分學(xué)校對生物實驗教學(xué)缺乏足夠的重視，導(dǎo)致實驗設(shè)備不完善，生物實驗難以有效進(jìn)行，影響了實驗教學(xué)質(zhì)量和效果。即使在設(shè)備相對完善的學(xué)校，也可能因為設(shè)備使用不當(dāng)或維護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致實驗設(shè)備損壞或老化，進(jìn)一步限制了實驗教學(xué)的開展。

二是實驗教學(xué)方法陳舊、缺乏創(chuàng)新。傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式往往以教師為中心，學(xué)生被動接受知識，缺乏主動性和探究精神。這樣的教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，限制了他們對生物學(xué)知識的深入理解和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在實驗教學(xué)中，教師只注重實驗結(jié)果，忽視了學(xué)生的實驗過程和學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，無法滿足現(xiàn)代社會對創(chuàng)新型人才的需求。

三是學(xué)生對生物實驗的興趣不高。受傳統(tǒng)生物實驗教學(xué)的局限，學(xué)生對生物實驗的認(rèn)識和理解不足，無法充分感受到生物實驗的趣味性，對生物實驗的興趣不高，缺乏參與實驗的積極性和主動性。

四是教學(xué)資源不足。一些學(xué)校缺乏專業(yè)的生物學(xué)教師和教學(xué)團(tuán)隊，教學(xué)水平有限，無法為學(xué)生提供高質(zhì)量的實驗教學(xué)。生物學(xué)是一門注重實踐的學(xué)科，實驗設(shè)備和實驗室條件的限制讓許多學(xué)校無法提供充足的實驗教學(xué)資源，影響了學(xué)生在實踐中的學(xué)習(xí)體驗。

五是實驗教學(xué)與現(xiàn)實生活脫節(jié)。傳統(tǒng)實驗教學(xué)局限于課堂和實驗室中，缺乏與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，學(xué)生難以將抽象的生物學(xué)知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，難以提升對生物學(xué)知識的理解和應(yīng)用能力。

五、實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用策略

（一）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)實驗興趣

在初中生物教學(xué)中，實驗教學(xué)法的有效運(yùn)用要求教師創(chuàng)設(shè)富有吸引力和啟發(fā)性的教學(xué)情境，以此來激發(fā)學(xué)生的實驗興趣。這種教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)不是簡單的生物環(huán)境布置，而是對學(xué)生心理層面的觸動。教師要深入理解生物學(xué)科的內(nèi)在邏輯和魅力，結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗與認(rèn)知特點(diǎn)，巧妙地設(shè)計實驗內(nèi)容和實驗形式。例如，在教學(xué)“細(xì)菌和真菌在生物圈中的作用”時，教師可以從日常生活中的實例入手，如食物變質(zhì)、面包發(fā)霉等，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象背后的原因，從而引出細(xì)菌和真菌的話題。或者展示一些變質(zhì)的食物和發(fā)霉的面包等實物，讓學(xué)生直觀地感受細(xì)菌和真菌的存在及其影響。隨后，教師提出問題，如“為什么食物會變質(zhì)？”“面包上的霉菌是如何產(chǎn)生的？”并準(zhǔn)備培養(yǎng)皿（若干）、培養(yǎng)基（適合細(xì)菌和真菌生長）、細(xì)菌或真菌菌種（如大腸桿菌、酵母菌等）、無菌工具（如接種環(huán)、酒精燈等）、恒溫培養(yǎng)箱、顯微鏡（可選）等，讓學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書的說明，準(zhǔn)備適合細(xì)菌和真菌生長的培養(yǎng)基，并倒入培養(yǎng)皿中，在無菌條件下，使用接種環(huán)將細(xì)菌或真菌菌種接種到培養(yǎng)基上。需要注意的是，接種過程要確保無菌操作，避免雜菌污染。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生將接種好的培養(yǎng)皿放置在恒溫培養(yǎng)箱中，并設(shè)置不同的環(huán)境條件，如溫度（低溫、室溫、高溫）、濕度（干燥、濕潤）、光照（光照、黑暗）等。為了讓學(xué)生更全面地了解細(xì)菌和真菌的生長習(xí)性，教師可以設(shè)置多個實驗組，每個實驗組設(shè)置不同的環(huán)境條件。學(xué)生每天定時觀察培養(yǎng)皿中細(xì)菌和真菌的生長情況，記錄它們的生長速度、菌落形態(tài)、顏色等特征，也可以使用顯微鏡觀察單個細(xì)菌或真菌細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。

（二）開展生活教學(xué)，提高實驗探究能力

生活教學(xué)是一種以學(xué)生生活經(jīng)驗為基礎(chǔ)的教學(xué)方法，它要求學(xué)生觀察、分析和解決生活中的實際問題，將抽象的科學(xué)知識具體化、生活化。在初中生物教學(xué)中，開展生活教學(xué)有利于學(xué)生更加直觀地理解生物學(xué)知識，使生物學(xué)實驗不再帶有“驗證性”或“模仿性”。將實驗教學(xué)法與生活教學(xué)相結(jié)合可以創(chuàng)造豐富多樣的學(xué)習(xí)情境。比如，在探究“植物的光合作用”時，學(xué)生可以觀察家中植物的生長情況，思考光照、水分等因素對植物生長的影響，并設(shè)計實驗來驗證自己的猜想。在教學(xué)“鳥的生殖和發(fā)育”知識時，教師可以設(shè)計一個“觀察鳥類筑巢、孵化及雛鳥成長過程”的實驗，要求學(xué)生觀察鳥類筑巢的過程，了解鳥類筑巢的習(xí)性和材料選擇；觀察鳥類孵化的過程，了解孵化所需的時間和條件；跟蹤記錄雛鳥的成長過程，了解雛鳥的行為變化和生活習(xí)性。學(xué)生要選擇一個鳥類活動頻繁、有鳥巢的地方作為觀察點(diǎn)，使用望遠(yuǎn)鏡或長焦相機(jī)在觀察點(diǎn)尋找鳥巢，注意鳥巢的位置、結(jié)構(gòu)和材料，并記錄鳥類筑巢的過程，包括它們選擇哪些材料、如何搭建鳥巢等。同時，學(xué)生要觀察并記錄鳥類的行為、叫聲等，一旦發(fā)現(xiàn)鳥巢中有鳥蛋，就要開始記錄孵化時間。由于鳥類孵化時間因種類而異，學(xué)生需要持續(xù)觀察數(shù)天至數(shù)周，當(dāng)雛鳥孵化出殼后，繼續(xù)觀察并記錄雛鳥的行為、叫聲以及親鳥喂食的情況。隨著時間的推移，雛鳥會逐漸長大并學(xué)會飛翔，在這一階段，學(xué)生可以繼續(xù)觀察并記錄雛鳥的成長過程，包括它們的行為變化、羽毛顏色變化等。通過觀察鳥類筑巢、孵化及雛鳥成長的過程，學(xué)生能夠更直觀地了解鳥類的生殖和發(fā)育過程，實驗過程中收集的數(shù)據(jù)也能作為學(xué)生撰寫觀察報告的素材。在實驗中，學(xué)生還能學(xué)習(xí)到鳥類與環(huán)境的關(guān)系、生態(tài)平衡等知識，從而增強(qiáng)環(huán)保意識和責(zé)任感。

（三）引入信息技術(shù)，豐富實驗形式

信息技術(shù)的引入打破了傳統(tǒng)實驗教學(xué)的時空限制，通過虛擬現(xiàn)實（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）等先進(jìn)的技術(shù)，學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實驗操作，模擬真實的實驗場景。多樣的實驗形式降低了實驗成本，減少了實驗風(fēng)險，還能讓學(xué)生在安全、可控的環(huán)境中進(jìn)行探究，提高他們的實驗技能和科學(xué)素養(yǎng)。借助多媒體、網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)手段，教師可以搜集豐富的生物教學(xué)資源，如高清的生物圖片、視頻、動畫等，引導(dǎo)學(xué)生更加直觀地了解生物世界的奧秘。例如，在教學(xué)“動物的先天性行為和學(xué)習(xí)行為”相關(guān)知識時，教師可以用信息技術(shù)展示一些在學(xué)校實驗室中難以操作的實驗，生動地展示多種動物的先天性行為。比如用高清攝像和視頻編輯技術(shù)捕捉小鴨子破殼后即刻追隨母鴨的行為，鴨子無需學(xué)習(xí)即能展現(xiàn)的行為是動物先天性行為的一個典型例子；深入海洋，捕捉鯊魚幼苗在母體內(nèi)就會的游泳行為，以及某些鳥類天生就能識別的求偶舞蹈。然后，教師設(shè)計一個菜青蟲的取食行為實驗，引導(dǎo)學(xué)生從十字花科植物中找到有菜青蟲卵的葉片，將蟲卵隔離飼養(yǎng)，在適宜的條件下孵化成幼蟲。學(xué)生榨取大白菜的汁液涂在一塊濾紙上，并將涂有汁液的濾紙與一張同樣大小的清潔濾紙設(shè)置于離菜青蟲相同距離的水平線上，觀察菜青蟲更趨向于哪一張紙片取食，從而加深對動物先天性行為的理解。

六、結(jié)語

隨著教育技術(shù)的不斷發(fā)展和教學(xué)理念的持續(xù)更新，實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用將更加廣泛。期待教師通過更多創(chuàng)新性的教學(xué)實踐，不斷探索實驗教學(xué)法在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用策略，為培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的人才做出貢獻(xiàn)。